基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)的研究在理論和實(shí)踐上都具有非常重要的意義。早期的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究致力于調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，取得了大量有關(guān)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的信息，是關(guān)于調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的一種靜態(tài)的研究。然而細(xì)胞內(nèi)的生命活動(dòng)是一個(gè)隨時(shí)空演化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，弄清楚細(xì)胞內(nèi)的各組分的時(shí)空演化即動(dòng)力學(xué)機(jī)制，不僅有助于我們更清楚地了解細(xì)胞內(nèi)的生命活動(dòng)機(jī)理，從而對(duì)真實(shí)有機(jī)體中基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)原理有更清楚的理解，而且還有助于我們?cè)谏锟萍己椭委煈?yīng)用方面設(shè)計(jì)出可靠的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

2、 由于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的隨機(jī)性和每個(gè)細(xì)胞中許多基因、核糖核酸和蛋白質(zhì)的低數(shù)目等原因，基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中存在大量的隨機(jī)波動(dòng)，這種隨機(jī)性影響所有的生命過(guò)程，大量關(guān)于基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)性分析的模型和方法隨之出現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了隨機(jī)性的存在和影響。隨機(jī)性的研究是基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)研究中的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)，本文首先討論了基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)模型，特別是介觀模型，接著我們從介觀模型出發(fā)引入了基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的隨機(jī)性和刻畫(huà)隨機(jī)性的一個(gè)常用模型-主方程，并且

3、詳細(xì)介紹了分析主方程的一種逼近方法一線性噪聲逼近，同時(shí)還給出了一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子。 延滯性是基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)研究中不可忽略的課題。由于基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中生物化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間多尺度性，如DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合以及蛋白質(zhì)聚合等快速反應(yīng)、轉(zhuǎn)錄翻譯和降解等慢速反應(yīng)，延滯現(xiàn)象在基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)普遍存在。本文提出一種延滯基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)模型，并且從矩方程和改進(jìn)的Gillespie算法對(duì)模型進(jìn)行探討。我們還分別考慮了單基因延滯自調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和雙基因延滯調(diào)控